DE102018204792B4 - Method for determining lubricant consumption by a linear drive - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Bestimmen eines Schmiermittelverbrauchs durch einen Linearantrieb (11), das durch ein Erfassungssystem implementiert werden soll, das eine Rechenvorrichtung (2) umfasst, wobei der Linearantrieb (11) an einer Werkzeugmaschine (1) angeordnet ist, mit einer Menge an Schmiermittel versehen ist und bei einer Arbeitsgeschwindigkeit arbeitet, wobei der Linearantrieb (11) einen Kugelgewindetrieb (3) umfasst, der eine Schraubenspindel (31) und eine Schraubenmutter (32) umfasst, wobei die Schraubenspindel (31) so gebildet ist, dass sich eine Schraubenrille (33) auf einer Oberfläche der Schraubenspindel (31) befindet, wobei die Arbeitsgeschwindigkeit eine Drehgeschwindigkeit des Kugelgewindetriebs (3) ist, wobei das Verfahren durch folgende Schritte gekennzeichnet ist:a) Schätzen, seitens der Rechenvorrichtung (2), einer physikalischen Gesamtbetriebsgröße auf der Basis der Arbeitsgeschwindigkeit und eines vorbestimmten ersten Prädiktionsmodells, das der Menge an Schmiermittel entspricht und das eine Entsprechungsbeziehung zwischen der Arbeitsgeschwindigkeit und der physikalischen Gesamtbetriebsgröße darstellt, wobei sich die physikalische Gesamtbetriebsgröße aus dem Betrieb des Linearantriebs (11) bei der Arbeitsgeschwindigkeit unter Verbrauch der Menge an Schmiermittel ergibt und eine Summe individueller physikalischer Betriebsgrößen ist, von denen sich jede aus einem Auftretensfall einer durch den Linearantrieb durchgeführten Handlung ergibt, wobei die physikalische Gesamtbetriebsgröße eine(r) der Folgenden ist: ein Summenoberflächenbereich der Schraubenrille (33), der eine Summe der Oberflächenbereiche der Schraubenrille (33) ist, die durch Vorbeibewegungen der Schraubenmutter (32) an der Schraubenspindel (31) für den Betrieb des Linearantriebs bedeckt wird, der bei der Arbeitsgeschwindigkeit arbeitet, um die spezifische Menge an Schmiermittel zu verbrauchen, eine Summenlänge der Schraubenrille (33), die eine Summe der jeweiligen Länge der Strecken ist, die die Schraubenmutter (32) entlang der Schraubenrille für den Betrieb des Linearantriebs zurücklegt, der bei der Betriebsgeschwindigkeit arbeitet, um die Menge an Schmiermittel zu verbrauchen, und ein Summentranslationsabstand, der eine Summe von geradlinigen Abständen ist, jeweils zwischen einem Anfang und einem Ende einer entsprechenden der Vorbeibewegungen der Schraubenmutter (32) an der Schraubenspindel (31) für einen entsprechenden der Auftretensfälle der Handlung, für den Betrieb des Linearantriebs, der bei der Arbeitsgeschwindigkeit arbeitet, um die Menge an Schmiermittel zu verbrauchen;b) Schätzen, seitens der Rechenvorrichtung (2), eines Gesamtbetriebszählwerts, der eine Gesamtanzahl von Auftretensfällen der Handlung darstellt, die der Linearantrieb während des Betriebs des Linearantriebs bei der Arbeitsgeschwindigkeit schätzungsweise durchführt, um die Menge an Schmiermittel zu verbrauchen, auf der Basis der bei Schritt a) geschätzten physikalischen Gesamtbetriebsgröße und einer der individuellen physikalischen Betriebsgrößen;c) seitens der Rechenvorrichtung (2), Empfangen, von der Werkzeugmaschine (1), von Betätigungsinformationen, die einer Betätigung des Linearantriebs (11) dahin gehend, innerhalb eines bestimmten Zeitraums zu arbeiten, zugeordnet sind, und Berechnen, auf der Basis der Betätigungsinformationen, eines Teilbetriebszählwerts, der eine Anzahl von Auftretensfällen der Handlung darstellt, die der Linearantrieb (11) innerhalb des Zeitraums durchgeführt hat; undd) Berechnen, seitens der Rechenvorrichtung (2), eines Verhältnisses zwischen einer Menge eines Schmiermittelverbrauchs innerhalb des Zeitraums und der Menge an Schmiermittel auf der Basis des Teilbetriebszählwerts und des Gesamtbetriebszählwerts, der bei Schritt b) geschätzt wurde.Method for determining lubricant consumption by a linear drive (11), which is to be implemented by a detection system which comprises a computing device (2), wherein the linear drive (11) is arranged on a machine tool (1), and is provided with an amount of lubricant and operates at a working speed, wherein the linear drive (11) comprises a ball screw (3) which comprises a screw spindle (31) and a screw nut (32), the screw spindle (31) being formed in such a way that a screw groove (33) is located on a surface of the screw spindle (31), the working speed being a rotational speed of the ball screw drive (3), the method being characterized by the following steps: a) estimating, on the part of the computing device (2), a physical overall operating variable based on the working speed and a predetermined first prediction model which corresponds to the amount of lubricant and which represents a correspondence relationship between the working speed and the physical overall operating quantity, the physical total operating quantity resulting from the operation of the linear drive (11) at the working speed while consuming the amount of lubricant and a is the sum of individual physical operating variables, each of which results from an occurrence of an action performed by the linear drive, the total physical operating variable being one of the following: a sum surface area of the screw groove (33), which is a sum of the surface areas of the screw groove (33 ), which is covered by movements of the screw nut (32) past the screw spindle (31) for the operation of the linear actuator operating at the working speed to consume the specific amount of lubricant, a total length of the screw groove (33), which is a is a sum of the respective lengths of the distances traveled by the screw nut (32) along the screw groove for the operation of the linear actuator operating at the operating speed to consume the amount of lubricant, and a sum translation distance which is a sum of straight-line distances, each between a beginning and an end of a corresponding one of the passages of the nut (32) on the screw spindle (31) for a corresponding one of the occurrences of the action, for the operation of the linear actuator operating at the working speed to consume the amount of lubricant; b) Estimating, by the computing device (2), a total operation count representing a total number of occurrences of the action that the linear actuator is estimated to perform during operation of the linear actuator at the working speed to consume the amount of lubricant, based on the at Step a) estimated physical overall operating variable and one of the individual physical operating variables; c) on the part of the computing device (2), receiving from the machine tool (1) actuation information relating to an actuation of the linear drive (11) within a certain period of time operate, are assigned, and calculate, based on the actuation information, a partial operation count representing a number of occurrences of the action that the linear actuator (11) performed within the period; andd) calculating, by the computing device (2), a ratio between an amount of lubricant consumption within the period and the amount of lubricant based on the partial operation count and the total operation count estimated in step b).

Description

Die Offenbarung bezieht sich auf ein Verfahren zum Bestimmen eines Schmiermittelverbrauchs, und insbesondere auf ein Verfahren zum Bestimmen eines Schmiermittelverbrauchs durch einen Übertragungsmechanismus.The disclosure relates to a method for determining lubricant consumption, and more particularly to a method for determining lubricant consumption by a transmission mechanism.

Kugelgewindetriebe werden bisher vielfach bei Anwendungen von Werkzeugmaschinen eingesetzt, bei denen eine hohe Positionierungspräzision und eine lange Lebensdauer erforderlich sind. Im Allgemeinen umfasst ein Kugelgewindetrieb eine Schraubenmutter und eine Schraubenspindel. Die Schraubenmutter nimmt die Schraubenspindel gewindemäßig in Eingriff und ist mittels drehbarer Kugeln entlang der Schraubenspindel bewegbar. Außerdem wird Schmiermittel bereitgestellt, um die Reibung zwischen den drehbaren Kugeln und der Schraubenspindel zu verringern, um zu ermöglichen, dass sich die Schraubenmutter reibungsloser entlang der Schraubenspindel bewegt, und um die Lebensdauer des Kugelgewindetriebs zu verlängern.Ball screws have been widely used in machine tool applications where high positioning precision and a long service life are required. Generally, a ball screw includes a screw nut and a screw spindle. The screw nut threadably engages the screw spindle and can be moved along the screw spindle by means of rotatable balls. Lubricant is also provided to reduce friction between the rotating balls and the screw, to allow the nut to move more smoothly along the screw, and to extend the life of the ball screw.

Die Druckschrift JP 2009 101 449 A offenbart eine Werkzeugmaschine mit einer Schmiermittelzufuhreinrichtung, die eine Verbrauchsmenge eines Schmiermittels unter Verwendung einer vorbestimmten Funktion zum Schätzen der Verbrauchsmenge des einem beweglichen Abschnitt zugeführten Schmiermittels schätzt.The publication JP 2009 101 449 A discloses a machine tool having a lubricant supply device that estimates a consumption amount of a lubricant using a predetermined function for estimating the consumption amount of the lubricant supplied to a movable portion.

Die taiwanesische Erfindung TW 2015 25630 A offenbart ein Verfahren zum Bestimmen einer Öleinspritzzeit eines linearen Übertragungselements, d. h. Zeit zum Versehen des Kugelgewindetriebs mit dem Schmiermittel. Bei einem in dem zuvor erwähnten Patent offenbarten Lösungsansatz wird die Öleinspritzzeit durch eine Echtzeitanalyse (d. h. eine Analyse wird während des Betriebs des linearen Übertragungselements durchgeführt) an einem Schwingungssignal, das durch einen an dem linearen Übertragungselement angeordneten Vibrationssensor detektiert wird, bestimmt. Jedoch erfordert die Echtzeitanalyse an dem Schwingungssignal eine relativ große Menge an Rechenressourcen und erhöht die Hardwarekosten der Implementierung.The Taiwanese invention TW 2015 25630 A discloses a method for determining an oil injection time of a linear transmission element, ie time for providing the ball screw with the lubricant. In one approach disclosed in the aforementioned patent, the oil injection time is determined by real-time analysis (ie, analysis is performed during operation of the linear transmission member) on a vibration signal detected by a vibration sensor disposed on the linear transmission member. However, real-time analysis on the vibration signal requires a relatively large amount of computing resources and increases the hardware cost of implementation.

Deshalb besteht eine Aufgabe der Offenbarung darin, ein Verfahren zum Bestimmen eines Schmiermittelverbrauchs durch einen Übertragungsmechanismus bereitzustellen, das zumindest einen der Nachteile des Standes der Technik abmildern kann.Therefore, an object of the disclosure is to provide a method for determining lubricant consumption by a transmission mechanism that can mitigate at least one of the disadvantages of the prior art.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst.This task is solved by a method according to claim 1.

Gemäß der Offenbarung soll das Verfahren durch ein Erfassungssystem implementiert werden, das eine Rechenvorrichtung umfasst. Der Übertragungsmechanismus ist an einer Werkzeugmaschine angeordnet, ist mit einer Menge an Schmiermittel versehen und arbeitet bei einer Arbeitsgeschwindigkeit. Das Verfahren umfasst folgende Schritte:

  1. a) Schätzen, seitens der Rechenvorrichtung, einer physikalischen Gesamtbetriebsgrö-ße auf der Basis der Arbeitsgeschwindigkeit und eines vorbestimmten ersten Prädiktionsmodells, das der Menge an Schmiermittel entspricht und das eine Entsprechungsbeziehung zwischen der Arbeitsgeschwindigkeit und der physikalischen Gesamtbetriebsgrö-ße darstellt, wobei sich die physikalische Gesamtbetriebsgröße aus dem Betrieb des Übertragungsmechanismus bei der Arbeitsgeschwindigkeit unter Verbrauch der Menge an Schmiermittel ergibt und eine Summe individueller physikalischer Betriebsgrößen ist, von denen sich jede aus einem Auftretensfall einer durch den Übertragungsmechanismus durchgeführten Handlung ergibt;
  2. b) Schätzen, seitens der Rechenvorrichtung, eines Gesamtbetriebszählwerts, der eine Gesamtanzahl von Auftretensfällen der Handlung darstellt, die der Übertragungsmechanismus während des Betriebs des Übertragungsmechanismus bei der Arbeitsgeschwindigkeit schätzungsweise durchführt, um die Menge an Schmiermittel zu verbrauchen, auf der Basis der bei Schritt a) geschätzten physikalischen Gesamtbetriebsgröße und einer der individuellen physikalischen Betriebsgrößen;
  3. c) seitens der Rechenvorrichtung, Empfangen, von der Werkzeugmaschine, von Betätigungsinformationen, die einer Betätigung des Übertragungsmechanismus dahin gehend, innerhalb eines bestimmten Zeitraums zu arbeiten, zugeordnet sind, und Berechnen, auf der Basis der Betätigungsinformationen, eines Teilbetriebszählwerts, der eine Anzahl von Auftretensfällen der Handlung darstellt, die der Übertragungsmechanismus innerhalb des Zeitraums durchgeführt hat; und
  4. d) Berechnen, seitens der Rechenvorrichtung, eines Verhältnisses zwischen einer Menge eines Schmiermittelverbrauchs innerhalb des Zeitraums und der Menge an Schmiermittel auf der Basis des Teilbetriebszählwerts und des Gesamtbetriebszählwerts, der bei Schritt b) geschätzt wurde.
According to the disclosure, the method is to be implemented by a detection system that includes a computing device. The transmission mechanism is arranged on a machine tool, is provided with a quantity of lubricant and operates at a working speed. The procedure includes the following steps:
  1. a) Estimation, on the part of the computing device, of a physical overall operating variable based on the working speed and a predetermined first prediction model which corresponds to the amount of lubricant and which represents a correspondence relationship between the working speed and the physical overall operating variable, whereby the physical overall operating variable resulting from the operation of the transmission mechanism at the operating speed with consumption of the amount of lubricant and is a sum of individual physical operating quantities, each of which results from an occurrence of an action performed by the transmission mechanism;
  2. b) estimating, on the part of the computing device, a total operation count representing a total number of occurrences of the action that the transmission mechanism is estimated to perform during operation of the transmission mechanism at the operating speed to consume the amount of lubricant, based on the step a). estimated total physical operation size and one of the individual physical operation sizes;
  3. c) on the part of the computing device, receiving, from the machine tool, operation information associated with an operation of the transmission mechanism to operate within a certain period of time, and calculating, based on the operation information, a partial operation count representing a number of occurrences represents the action taken by the transmission mechanism within the period; and
  4. d) calculating, by the computing device, a ratio between an amount of lubricant consumption within the period and the amount of lubricant based on the partial operation count and the total operation count estimated in step b).

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 ein Blockdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines Erfassungssystems veranschaulicht, das dafür verwendet wird, ein Verfahren zum Bestimmen eines Schmiermittelverbrauchs durch einen Übertragungsmechanismus gemäß der Offenbarung zu implementieren;
  • 2 ein Flussdiagramm, das ein erstes Ausführungsbeispiel des Verfahrens zum Bestimmen eines Schmiermittelverbrauchs durch den Übertragungsmechanismus gemäß der Offenbarung veranschaulicht;
  • 3 eine perspektivische Ansicht, die ein Ausführungsbeispiel eines Kugelgewindetriebs veranschaulicht;
  • 4 ein Streuungsdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines ersten vorbestimmten Prädiktionsmodells gemäß der Offenbarung veranschaulicht;
  • 5 ist ein Zeitverlaufsdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines durch eine Werkzeugmaschine ausgegebenen Spannungssignals veranschaulicht;
  • 6 ein Flussdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel zum Bestimmen dessen veranschaulicht, wann eine Schmiermittelversorgung für den Übertragungsmechanismus benötigt wird, indem das erste Ausführungsbeispiel des Verfahrens gemäß der Offenbarung verwendet wird;
  • 7 eine perspektivische Ansicht, die ein Ausführungsbeispiel eines an einer Schraubenmutter des Kugelgewindetriebs angeordneten Temperatursensors veranschaulicht;
  • 8 ein Flussdiagramm, das ein zweites Ausführungsbeispiel des Verfahrens zum Bestimmen eines Schmiermittelverbrauchs durch den Übertragungsmechanismus gemäß der Offenbarung veranschaulicht; und
  • 9 ein Streuungsdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines zweiten vorbestimmten Prädiktionsmodells gemäß der Offenbarung veranschaulicht.
Preferred exemplary embodiments of the present invention are explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. Show it:
  • 1 a block diagram illustrating an embodiment of a sensing system used to implement a method for determining lubricant consumption by a transmission mechanism in accordance with the disclosure;
  • 2 a flowchart illustrating a first embodiment of the method for determining lubricant consumption by the transmission mechanism according to the disclosure;
  • 3 a perspective view illustrating an embodiment of a ball screw;
  • 4 a scatterplot illustrating an embodiment of a first predetermined prediction model according to the disclosure;
  • 5 is a timing diagram illustrating an embodiment of a voltage signal output by a machine tool;
  • 6 a flowchart illustrating an embodiment for determining when a lubricant supply is needed for the transmission mechanism using the first embodiment of the method according to the disclosure;
  • 7 a perspective view illustrating an embodiment of a temperature sensor arranged on a screw nut of the ball screw;
  • 8th a flowchart illustrating a second embodiment of the method for determining lubricant consumption by the transmission mechanism according to the disclosure; and
  • 9 a scatterplot illustrating an embodiment of a second predetermined prediction model according to the disclosure.

Bevor die Offenbarung ausführlicher beschrieben wird, ist zu beachten, dass immer dort, wo es als geeignet erachtet wird, Bezugszeichen oder Endabschnitte von Bezugszeichen in den Figuren wiederholt werden, um entsprechende oder analoge Elemente anzugeben, die optional ähnliche Charakteristika aufweisen können.Before describing the disclosure in more detail, it should be noted that wherever deemed appropriate, reference numerals or terminal portions of reference numerals are repeated in the figures to indicate corresponding or analogous elements that may optionally have similar characteristics.

Unter Bezugnahme auf 1 wird ein Ausführungsbeispiel eines Erfassungssystems veranschaulicht. Das Erfassungssystem wird dazu verwendet, ein Verfahren zum Bestimmen eines Schmiermittelverbrauchs durch einen Übertragungsmechanismus 11 zu implementieren. Das Erfassungssystem umfasst eine Rechenvorrichtung 2, die mit einer Werkzeugmaschine 1 elektrisch verbunden ist. Der Übertragungsmechanismus 11 ist an der Werkzeugmaschine 1 angeordnet und ist mit einer spezifischen Menge an Schmiermittel versehen. Der Übertragungsmechanismus 11 arbeitet bei einer Arbeitsgeschwindigkeit. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Übertragungsmechanismus 11 durch einen Kugelgewindetrieb implementiert, und die Arbeitsgeschwindigkeit wird durch eine Drehgeschwindigkeit des Kugelgewindetriebs dargestellt. Jedoch ist die Implementierung des Übertragungsmechanismus 11 nicht darauf beschränkt und kann bei anderen Ausführungsbeispielen variieren; beispielsweise kann der Übertragungsmechanismus 11 durch eine Kugelkeilnut implementiert sein.With reference to 1 An exemplary embodiment of a detection system is illustrated. The detection system is used to implement a method for determining lubricant consumption by a transmission mechanism 11. The detection system includes a computing device 2, which is electrically connected to a machine tool 1. The transmission mechanism 11 is arranged on the machine tool 1 and is provided with a specific amount of lubricant. The transmission mechanism 11 operates at a working speed. In this embodiment, the transmission mechanism 11 is implemented by a ball screw, and the working speed is represented by a rotation speed of the ball screw. However, the implementation of the transfer mechanism 11 is not limited to this and may vary in other embodiments; for example, the transmission mechanism 11 may be implemented by a ball spline.

Unter Bezugnahme auf 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel des Verfahrens gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. Das Verfahren umfasst Schritte S11 bis S14, die im Folgenden beschrieben werden.With reference to 2 A first embodiment of the method according to the present disclosure is illustrated. The method includes steps S11 to S14, which are described below.

Bei Schritt S11 schätzt die Rechenvorrichtung 2 auf der Basis der Arbeitsgeschwindigkeit, die vorab ermittelt wird, und eines vorbestimmten ersten Prädiktionsmodells, das der spezifischen Menge an Schmiermittel entspricht und das eine Entsprechungsbeziehung zwischen der Arbeitsgeschwindigkeit und einer physikalischen Gesamtbetriebsgröße darstellt, die physikalische Gesamtbetriebsgröße. Die physikalische Gesamtbetriebsgröße ergibt sich aus dem Betrieb des Übertragungsmechanismus 11 bei der Arbeitsgeschwindigkeit unter Verbrauch der spezifischen Menge an Schmiermittel und ist eine Summe einzelner physikalischer Betriebsgrößen, von denen sich jede aus einem Auftretensfall einer durch den Übertragungsmechanismus 11 durchgeführten Handlung ergibt, wobei das Schmiermittel in der spezifischen Menge durch die Auftretensfälle der Handlung verbraucht wird, in Kombination.At step S11, the computing device 2 estimates the overall physical operation amount based on the work speed determined in advance and a predetermined first prediction model that corresponds to the specific amount of lubricant and that represents a correspondence relationship between the work speed and an overall physical operation amount. The total physical operating quantity results from the operation of the transmission mechanism 11 at the operating speed while consuming the specific amount of lubricant and is a sum of individual physical operating quantities, each of which results from an occurrence of an action carried out by the transmission mechanism 11, with the lubricant in the specific amount consumed by the occurrences of the act, in combination.

Unter Bezugnahme auf einen in 3 gezeigten Kugelgewindetrieb 3 dient der Kugelgewindetrieb 3 im Einzelnen als Übertragungsmechanismus 11 und umfasst eine Schraubenspindel 31 und eine Schraubenmutter 32. Die Schraubenspindel 31 weist ein erstes Ende 311 und ein zweites Ende 312 auf und ist so gebildet, dass sich eine Schraubenrille 33 auf einer Oberfläche der Schraubenspindel 31 befindet. In diesem Fall ist eine einzelne individuelle physikalische Betriebsgröße für jede Bewegung der Schraubenmutter 32 von einem des ersten und des zweiten Endes 311 und 312 zu dem anderen des ersten und des zweiten Endes 311 und 312 (d. h. ein Auftretensfall einer durch den Übertragungsmechanismus 11, der der Kugelgewindetrieb 3 ist, durchgeführten Handlung) als eine(r) der Folgenden definiert: ein Oberflächenbereich der Schraubenrille 33, der hierin als Oberflächenbereich der Schraubenrille 33 definiert ist, der durch ein Vorbeibewegen der Schraubenmutter 32 an der Schraubenspindel 31 während der Bewegung bedeckt wird; eine Länge der Schraubenrille 33, die hierin als Länge einer Strecke definiert ist, die die Schraubenmutter 32 während der Bewegung entlang der Schraubenrille 33 zurücklegt; und einen Translationsabstand, der hierin als geradliniger Abstand zwischen einem Anfang und einem Ende des Vorbeibewegens der Schraubenmutter 32 an der Schraubenspindel 31 während der Bewegung definiert ist. Deshalb ist die physikalische Gesamtbetriebsgröße eine(r) der Folgenden: ein Summenoberflächenbereich der Schraubenrille 33, der eine Summe der Oberflächenbereiche der Schraubenrille 33 ist, die durch Vorbeibewegungen der Schraubenmutter 32 an der Schraubenspindel 31 für den Betrieb des Übertragungsmechanismus 11 bedeckt wird, der bei der Arbeitsgeschwindigkeit arbeitet, um die spezifische Menge an Schmiermittel zu verbrauchen; eine Summenlänge der Schraubenrille 33, die eine Summe der jeweiligen Länge der Strecken ist, die die Schraubenmutter 32 entlang der Schraubenrille 33 für den Betrieb des Übertragungsmechanismus 11 zurücklegt, der bei der Betriebsgeschwindigkeit arbeitet, um die spezifische Menge an Schmiermittel zu verbrauchen, und ein Summentranslationsabstand, der eine Summe der geradlinigen Abstände ist, jeweils zwischen dem Anfang und dem Ende einer entsprechenden der Vorbeibewegungen der Schraubenmutter 32 an der Schraubenspindel 31 für eine entsprechende Bewegung, für den Betrieb des Übertragungsmechanismus 11, der bei der Arbeitsgeschwindigkeit arbeitet, um die spezifische Menge an Schmiermittel zu verbrauchen.Referring to one in 3 Ball screw 3 shown, the ball screw 3 serves in detail as a transmission mechanism 11 and includes a screw spindle 31 and a screw nut 32. The screw spindle 31 has a first end 311 and a second end 312 and is formed so that a screw groove 33 is on a surface of the Screw spindle 31 is located. In this case, a single individual physical operation quantity is for each movement of the nut 32 from one of the first and second ends 311 and 312 to the other of the first and second ends 311 and 312 (ie, an occurrence of one caused by the transmission mechanism 11, which is the Ball screw 3 is defined as one of the following: a surface area of the screw groove 33, defined herein as a surface area of the screw groove 33 covered by moving the screw nut 32 past the screw spindle 31 during movement; a length of the screw groove 33, defined herein as the length of a distance that the screw nut 32 travels during movement along the screw groove 33; and a translational distance, defined herein as a straight-line distance between a start and an end of moving the nut 32 past the screw spindle 31 during the movement. Therefore, the overall physical operation quantity is one of the following: a sum surface area of the screw groove 33, which is a sum of the surface areas of the screw groove 33 covered by movements of the screw nut 32 past the screw spindle 31 for the operation of the transmission mechanism 11, which occurs at the time Working speed works to consume the specific amount of lubricant; a sum length of the screw groove 33, which is a sum of the respective lengths of the distances that the screw nut 32 travels along the screw groove 33 for the operation of the transmission mechanism 11 operating at the operating speed to consume the specific amount of lubricant, and a sum translation distance , which is a sum of the straight-line distances, each between the beginning and the end of a corresponding one of the movements of the nut 32 past the screw spindle 31 for a corresponding movement, for the operation of the transmission mechanism 11 operating at the working speed to the specific amount of to consume lubricant.

Das vorbestimmte erste Prädiktionsmodell wird durch eine lineare Funktion einer ersten logarithmischen Funktion implementiert, der die Arbeitsgeschwindigkeit als Eingabe dient. 4 veranschaulicht beispielhaft das vorbestimmte erste Prädiktionsmodell durch ein Diagramm einer Gleichung Y1 = A × In(X1) + C1, wobei X1 die Arbeitsgeschwindigkeit darstellt und Y1 die physikalische Gesamtbetriebsgröße darstellt, die der Arbeitsgeschwindigkeit entspricht. Bevor das vorbestimmte erste Prädiktionsmodell verwendet wird, werden im Voraus Koeffizienten A und C1 auf der Basis mehrerer Einträge von Trainingsdaten 4 geschätzt. Jeder der Einträge von Trainingsdaten 4 enthält eine Aufzeichnung einer Arbeitsgeschwindigkeit und eine Aufzeichnung einer physikalischen Gesamtbetriebsgröße, die der zuvor erwähnten Aufzeichnung der Arbeitsgeschwindigkeit entspricht. Es ist zu beachten, dass das vorbestimmte erste Prädiktionsmodell nicht auf das hierin Offenbarte beschränkt ist und dass eine Implementierung des vorbestimmten ersten Prädiktionsmodells bei anderen Ausführungsbeispielen variieren kann. Beispielsweise kann das vorbestimmte erste Prädiktionsmodell anhand eines Modells einer linearen Regression oder eines Modells eines neuralen Netzwerks implementiert werden.The predetermined first prediction model is implemented by a linear function of a first logarithmic function having the operating speed as input. 4 exemplifies the predetermined first prediction model by a diagram of an equation Y 1 = A × In(X 1 ) + C 1 , where X 1 represents the working speed and Y 1 represents the overall physical operating variable that corresponds to the working speed. Before the predetermined first prediction model is used, coefficients A and C 1 are estimated in advance based on multiple entries of training data 4. Each of the training data entries 4 contains a record of an operating speed and a record of a physical total operating quantity corresponding to the aforementioned recording of the operating speed. It should be noted that the predetermined first prediction model is not limited to what is disclosed herein and that implementation of the predetermined first prediction model may vary in other embodiments. For example, the predetermined first prediction model may be implemented using a linear regression model or a neural network model.

Außerdem gibt es mehrere Arten und Weisen, die Einträge der Trainingsdaten 4 zu erstellen. Beispielsweise offenbart die taiwanesische Erfindung TW 2015 25630 A ein Verfahren zum Schätzen einer Gesamtzeitdauer, die ein Kugelgewindetrieb, der bei einer spezifischen Arbeitsgeschwindigkeit arbeitet, braucht, um eine spezifische Menge an Schmiermittel zu verbrauchen, die dem Kugelgewindetrieb bereitgestellt wird. Auf der Basis der somit geschätzten Gesamtzeitdauer kann folglich eine physikalische Gesamtbetriebsgröße, die der spezifischen Arbeitsgeschwindigkeit entspricht, berechnet werden, da eine physikalische Betriebsgröße pro Zeiteinheit, die sich aus einer Drehung oder Bewegung des Kugelgewindetriebs bei der spezifischen Arbeitsgeschwindigkeit ergibt, konstant und bekannt ist. Wie in 4 gezeigt ist, sind die Einträge von Trainingsdaten 4 für das vorbestimmte erste Prädiktionsmodell über eine große Bandbreite von Arbeitsgeschwindigkeiten und dementsprechend über eine große Bandbreite von physikalischen Gesamtbetriebsgrößen hinweg verteilt, sodass das vorbestimmte erste Prädiktionsmodell, das auf der Basis der Einträge von Trainingsdaten 4 auf diese Weise bestimmt wurde, dafür geeignet ist, zum Schätzen der physikalischen Gesamtbetriebsgröße, die einer großen Bandbreite der Arbeitsgeschwindigkeiten entspricht, verwendet zu werden.There are also several ways to create the training data 4 entries. For example, the Taiwanese invention discloses TW 2015 25630 A a method for estimating a total amount of time required for a ball screw operating at a specific operating speed to consume a specific amount of lubricant provided to the ball screw. On the basis of the thus estimated total time duration, a total physical operating quantity that corresponds to the specific working speed can be calculated, since a physical operating quantity per unit of time, which results from a rotation or movement of the ball screw at the specific working speed, is constant and known. As in 4 is shown, the entries of training data 4 for the predetermined first prediction model are distributed over a wide range of working speeds and accordingly over a wide range of overall physical operating variables, so that the predetermined first prediction model based on the entries of training data 4 in this way is suitable for estimating the overall physical operating quantity corresponding to a wide range of operating speeds.

Bei Schritt S12 schätzt die Rechenvorrichtung 2 auf der Basis der bei Schritt S11 geschätzten physikalischen Gesamtbetriebsgröße und einer der physikalischen individuellen Betriebsgrößen einen Gesamtbetriebszählwert, der eine Gesamtanzahl von Auftretensfällen der Handlung darstellt, die der Übertragungsmechanismus 11 während des Betriebs des Übertragungsmechanismus 11 bei der Arbeitsgeschwindigkeit durchführt, um die spezifische Menge an Schmiermittel zu verbrauchen. Bei einem Ausführungsbeispiel ist der auf diese Weise geschätzte Gesamtbetriebszählwert dahin gehend implementiert, gleich der physikalischen Gesamtbetriebsgröße, die auf diese Weise bei S11 geschätzt wird, geteilt durch eine einzelne der physikalischen Einzelbetriebsgrößen, zu sein, wobei die individuellen physikalischen Betriebsgrößen vermutlich identisch sind.At step S12, the computing device 2 estimates, based on the total physical operation quantity estimated at step S11 and one of the individual physical operation quantities, a total operation count that represents a total number of occurrences of the action that the transmission mechanism 11 performs during the operation of the transmission mechanism 11 at the operating speed, to consume the specific amount of lubricant. In one embodiment, the total operation count estimated in this way is implemented to be equal to the total physical operation quantity so estimated at S11 divided by a single one of the individual physical operation quantities, where the individual physical operation quantities are presumably identical.

Bei Schritt S13 empfängt die Rechenvorrichtung 2 Betätigungsinformationen von der Werkzeugmaschine 1. Die Betätigungsinformationen sind einer Betätigung des Übertragungsmechanismus 11 dahin gehend zugeordnet, innerhalb eines Zeitraums zu arbeiten. At step S13, the computing device 2 receives operation information from the machine tool 1. The operation information is associated with an operation of the transmission mechanism 11 to operate within a period of time.

Anschließend berechnet die Rechenvorrichtung 2 auf der Basis der Betätigungsinformationen einen Teilbetriebszählwert, der eine Anzahl von Auftretensfällen der Handlung darstellt, die der Übertragungsmechanismus 11 innerhalb des Zeitraums durchgeführt hat. Bei einem Ausführungsbeispiel dient eine erste Ausgangsspannung 6 der Werkzeugmaschine 1 innerhalb von sechzig Sekunden (d. h. des Zeitraums), die zum Betätigen des Übertragungsmechanismus 11 dahin gehend, zu arbeiten, verwendet wird, als die Betätigungsinformationen (siehe 5). Beispielsweise kann die erste Ausgangsspannung 6 einem Motor bereitgestellt werden, der mit dem Kugelgewindetrieb 3 gekoppelt ist und der durch die erste Ausgangsspannung 6 dahin gehend gesteuert wird, die Drehung des Kugelgewindetriebs 3 anzutreiben. Um den Übertragungsmechanismus 11 zu betätigen, wird festgelegt, dass ein Wert der ersten Ausgangsspannung 6 größer als null ist; um den Übertragungsmechanismus 11 anzuhalten, wird festgelegt, dass der Wert der ersten Ausgangsspannung 6 gleich null ist. Die Rechenvorrichtung 2 empfängt die erste Ausgangsspannung 6 von der Werkzeugmaschine 1 und zählt eine Anzahl von Spannungsspitzen 61 der ersten Ausgangsspannung 6, um den Teilbetriebszählwert zu bestimmen. Im Einzelnen ist der Teilbetriebszählwert, der die Anzahl von Auftretensfällen der Handlung darstellt, die der Übertragungsmechanismus 11 innerhalb von sechzig Sekunden durchgeführt hat, gleich der Anzahl von Spannungsspitzen 61 der ersten Ausgangsspannung 6, bei dem in 5 gezeigten Beispiel z. B. zehn.Then, based on the operation information, the computing device 2 calculates a partial operation count representing a number of occurrences of the action performed by the transmission mechanism 11 within the period. In one embodiment, a first output voltage 6 of the machine tool 1 within sixty seconds (ie, the period) used to operate the transmission mechanism 11 to operate serves as the operation information (see Fig 5 ). For example, the first output voltage 6 may be provided to a motor which is coupled to the ball screw 3 and which is controlled by the first output voltage 6 to drive the rotation of the ball screw 3. In order to operate the transmission mechanism 11, it is determined that a value of the first output voltage 6 is greater than zero; In order to stop the transmission mechanism 11, the value of the first output voltage 6 is determined to be zero. The computing device 2 receives the first output voltage 6 from the machine tool 1 and counts a number of voltage peaks 61 of the first output voltage 6 to determine the partial operation count value. Specifically, the partial operation count, which represents the number of occurrences of the action performed by the transmission mechanism 11 within sixty seconds, is equal to the number of voltage peaks 61 of the first output voltage 6 at which in 5 example shown e.g. B. ten.

Bei Schritt S14 berechnet die Rechenvorrichtung 2 auf der Basis des bei Schritt S13 berechneten Teilbetriebszählwerts und des bei Schritt S12 geschätzten Gesamtbetriebszählwerts ein Verhältnis zwischen einer Menge eines Schmiermittelverbrauchs innerhalb des Zeitraums und der Gesamtmenge an Schmiermittel (d. h. der spezifischen Menge an Schmiermittel). Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Verhältnis zwischen der Menge des Schmiermittelverbrauchs innerhalb des Zeitraums und der Gesamtmenge an Schmiermittel gleich dem Teilbetriebszählwert, der als Prozentsatz des Gesamtbetriebszählwerts ausgedrückt wird.At step S14, the computing device 2 calculates a ratio between an amount of lubricant consumption within the period and the total amount of lubricant (i.e., the specific amount of lubricant) based on the partial operation count value calculated at step S13 and the total operation count value estimated at step S12. In this embodiment, the ratio between the amount of lubricant consumption within the period and the total amount of lubricant is equal to the partial operation count, which is expressed as a percentage of the total operation count.

Es ist erwähnenswert, dass eine Variation des ersten Ausführungsbeispiels des in 6 gezeigten Verfahrens ferner dazu verwendet werden kann, zu bestimmen, ob eine Versorgung des Übertragungsmechanismus 11 mit Schmiermittel benötigt wird. Unter Bezugnahme auf 6 empfängt die Rechenvorrichtung 2 bei diesem Ausführungsbeispiel die Betätigungsinformationen regelmäßig, z. B. alle 60 Sekunden (der Zeitraum ist 60 Sekunden lang), von der Werkzeugmaschine 1. Bei Empfang der Betätigungsinformationen berechnet die Rechenvorrichtung 2 bei Schritt S13 jedes Mal den Teilbetriebszählwert auf der Basis der Betätigungsinformationen und berechnet bei Schritt S14 jedes Mal das Verhältnis zwischen der Menge des Schmiermittelverbrauchs innerhalb des Zeitraums und der Gesamtmenge (oder spezifischen Menge) an Schmiermittel. Bei Schritt S15 berechnet die Rechenvorrichtung 2 eine Akkumulation der bei einem aktuellen und bei jeglichen vorherigen Auftretensfällen des Schrittes S14 berechneten Verhältnisse, um ein akkumuliertes Verhältnis zwischen einer Summenmenge an Schmiermittelverbrauch innerhalb einer Summe des Zeitraums bzw. der Zeiträume zu ergeben, der bzw. die bisher verstrichen ist bzw. sind, und der Gesamtmenge an Schmiermittel. Außerdem bestimmt die Rechenvorrichtung 2, ob das Summenverhältnis größer ist als eine vorbestimmte Schwelle. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist implementiert, dass die vorbestimmte Schwelle einhundert Prozent beträgt. Jedoch ist eine Implementierung der vorbestimmten Schwelle nicht hierauf beschränkt und kann bei anderen Ausführungsbeispielen variieren. Wenn bestimmt wird, dass das Summenverhältnis größer ist als die vorbestimmte Schwelle, bestimmt die Rechenvorrichtung 2 bei Schritt S16, dass der Übertragungsmechanismus 11 mit Schmiermittel versorgt werden muss. Andernfalls, wenn bestimmt wird, dass das Summenverhältnis nicht größer ist als die vorbestimmte Schwelle, geht ein Ablauf des Verfahrens zum Zweck einer Berechnung bezüglich einer nächsten ankommenden Betätigungsinformation zu Schritt S13 zurück.It is worth noting that a variation of the first embodiment of the in 6 The method shown can further be used to determine whether a supply of lubricant to the transmission mechanism 11 is required. With reference to 6 In this exemplary embodiment, the computing device 2 receives the actuation information regularly, e.g. B. every 60 seconds (the period is 60 seconds long), from the machine tool 1. Upon receiving the operation information, the computing device 2 calculates the partial operation count value based on the operation information each time at step S13 and calculates the ratio between the operation information each time at step S14 Amount of lubricant consumption within the period and the total amount (or specific amount) of lubricant. At step S15, the computing device 2 calculates an accumulation of the ratios calculated at a current and at any previous occurrences of step S14 to give an accumulated ratio between a sum amount of lubricant consumption within a sum of the period or periods so far has passed and the total amount of lubricant. In addition, the computing device 2 determines whether the sum ratio is greater than a predetermined threshold. In this exemplary embodiment it is implemented that the predetermined threshold is one hundred percent. However, implementation of the predetermined threshold is not limited to this and may vary in other embodiments. If it is determined that the sum ratio is larger than the predetermined threshold, the computing device 2 determines that the transmission mechanism 11 needs to be supplied with lubricant at step S16. Otherwise, if it is determined that the sum ratio is not greater than the predetermined threshold, a flow of the method returns to step S13 for the purpose of calculation regarding next incoming operation information.

Es ist erwähnenswert, dass, obwohl die Einträge der Trainingsdaten 4 vorab erstellt werden müssen, um das vorbestimmte erste Prädiktionsmodell zu trainieren, bevor das bei dem ersten Ausführungsbeispiel offenbarte Verfahren „online“ durchgeführt wird (den Regelbetrieb aufnimmt oder schon gestartet ist und läuft), um einen Schmiermittelverbrauch durch einen Übertragungsmechanismus zu bestimmen, das vorbestimmte erste Prädiktionsmodell lediglich einmal „offline“ trainiert werden muss. Mit anderen Worten wird während des Betriebs der Werkzeugmaschine 1 und des Übertragungsmechanismus 11 das vorbestimmte erste Prädiktionsmodell, das trainiert wurde, direkt dazu verwendet, das Verfahren der vorliegenden Offenbarung zu implementieren. Deshalb ist ein Rechenaufwand, der zum Durchführen des ersten Ausführungsbeispiels des Verfahrens benötigt wird, moderat. Im Vergleich zu dem in der taiwanesischen Erfindung TW 2015 25630 A offenbarten Verfahren erfordert das erste Ausführungsbeispiel des Verfahrens der vorliegenden Offenbarung, wenn es online durchgeführt wird, keinen Schwingungsdetektor, der eine Schwingung des Übertragungsmechanismus 11 detektiert und ein Schwingungssignal erzeugt, und somit weist die Implementierung des ersten Ausführungsbeispiels des Verfahrens der vorliegenden Offenbarung relativ geringe Hardwarekosten und relativ geringe Anforderungen an die Rechenressourcen auf.It is worth mentioning that although the entries of the training data 4 must be created in advance in order to train the predetermined first prediction model before the method disclosed in the first exemplary embodiment is carried out “online” (starts regular operation or is already started and running), In order to determine lubricant consumption through a transmission mechanism, the predetermined first prediction model only needs to be trained “offline” once. In other words, during operation of the machine tool 1 and the transmission mechanism 11, the predetermined first prediction model that has been trained is directly used to implement the method of the present disclosure. Therefore, a calculation effort required to carry out the first embodiment of the method is moderate. Compared to that in the Taiwanese invention TW 2015 25630 A According to the disclosed method, the first embodiment of the method of the present disclosure, when performed online, does not require a vibration detector that detects vibration of the transmission mechanism 11 and generates a vibration signal, and thus the implementation of the first embodiment of the method of the present disclosure has a relatively low hardware cost and relatively low demands on computing resources.

Als Nächstes wird ein zweites Ausführungsbeispiel des Verfahrens zum Bestimmen eines Schmiermittelverbrauchs durch einen Übertragungsmechanismus gemäß der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Das zweite Ausführungsbeispiel des Verfahrens ähnelt dem ersten Ausführungsbeispiel des Verfahrens, unterscheidet sich jedoch von dem ersten Ausführungsbeispiel darin, dass die Rechenvorrichtung 2 neben dem Berücksichtigen der Arbeitsgeschwindigkeit des Übertragungsmechanismus 11 ferner den Einfluss der Temperatur des Übertragungsmechanismus 11 im Betrieb berücksichtigt, wenn sie die physikalische Gesamtbetriebsgröße schätzt und den Gesamtbetriebszählwert schätzt. Allgemein ist der Verbrauch an Schmiermittel umso schneller und die physikalische Gesamtbetriebsgröße umso kleiner, je höher die Temperatur des im Betrieb befindlichen Übertragungsmechanismus 11 ist.Next, a second embodiment of the method for determining lubricant consumption by a transmission mechanism according to the present disclosure will be described. The second exemplary embodiment of the method is similar to the first exemplary embodiment of the method, but differs from the first exemplary embodiment in that the computing device 2, in addition to taking into account the operating speed of the transmission mechanism 11, further takes into account the influence of the temperature of the transmission mechanism 11 during operation when determining the overall physical operating quantity estimates and estimates the total operating count. In general, the higher the temperature of the transmission mechanism 11 in operation, the faster the consumption of lubricant and the smaller the overall physical operating size.

Im Einzelnen umfasst bei dem zweiten Ausführungsbeispiel des Verfahrens das Erfassungssystem ferner einen Temperatursensor 7 (siehe 7), der an dem Übertragungsmechanismus 11 angeordnet ist (siehe 1). Für den in 7 gezeigten Kugelgewindetrieb 3 ist der Temperatursensor 7 an der Schraubenmutter 32 des Kugelgewindetriebs 3 angeordnet.In detail, in the second exemplary embodiment of the method, the detection system further comprises a temperature sensor 7 (see 7 ), which is arranged on the transmission mechanism 11 (see 1 ). For the in 7 Ball screw 3 shown, the temperature sensor 7 is arranged on the screw nut 32 of the ball screw 3.

Unter Bezugnahme auf 8 und 9 ist das zweite Ausführungsbeispiel des Verfahrens veranschaulicht.With reference to 8th and 9 the second exemplary embodiment of the method is illustrated.

Ähnlich Schritt S11 schätzt bei Schritt S21 die Rechenvorrichtung 2 die physikalische Gesamtbetriebsgröße, die der Arbeitsgeschwindigkeit des Übertragungsmechanismus 11 entspricht, auf der Basis der Arbeitsgeschwindigkeit und des vorbestimmten ersten Prädiktionsmodells.Similar to step S11, at step S21, the computing device 2 estimates the overall physical operation quantity corresponding to the operating speed of the transmission mechanism 11 based on the operating speed and the predetermined first prediction model.

Bei Schritt S22 empfängt die Rechenvorrichtung 2 von dem Temperatursensor 7 während des Betriebs des Übertragungsmechanismus 11 einen Temperaturwert, der ein Ergebnis der Messung der Temperatur des Übertragungsmechanismus 11 ist.At step S22, the computing device 2 receives a temperature value from the temperature sensor 7 during operation of the transmission mechanism 11, which is a result of measuring the temperature of the transmission mechanism 11.

Außerdem schätzt die Rechenvorrichtung 2 einen Temperaturkoeffizienten auf der Basis des Temperaturwertes und eines vorbestimmten zweiten Prädiktionsmodells, das der spezifischen Menge an Schmiermittel entspricht und das eine Entsprechungsbeziehung zwischen dem Temperaturkoeffizienten und dem Temperaturwert darstellt. Der Temperaturkoeffizient ist ein Verhältnis zwischen der physikalischen Gesamtbetriebsgröße, die sich aus dem Betrieb des Übertragungsmechanismus 11 bei einer gegebenen Arbeitsgeschwindigkeit unter einer Temperaturbedingung des Temperaturwertes ergibt, und der physikalischen Gesamtbetriebsgröße, die sich aus dem Betrieb des Übertragungsmechanismus 11 bei derselben gegebenen Arbeitsgeschwindigkeit unter der Temperaturbedingung eines Referenzwertes, der niedriger ist als der Temperaturwert, ergibt. Beispielsweise beträgt der Temperaturwert für den Übertragungsmechanismus 11, der sich bei 3.000 U/min dreht, dann wenn der Referenzwert mit 20°C angenommen wird, 30°C, und die physikalischen Gesamtbetriebsgrößen, die sich aus dem Betrieb des Übertragungsmechanismus 11 unter den Temperaturbedingungen des Temperaturwertes (d. h. 30°C) und des Referenzwertes (d. h. 20°C) ergeben, sind N bzw. M, wobei der Temperaturkoeffizient, der 30°C entspricht, als N M

Figure DE102018204792B4_0001
berechnet wird.In addition, the computing device 2 estimates a temperature coefficient based on the temperature value and a predetermined second prediction model that corresponds to the specific amount of lubricant and that represents a correspondence relationship between the temperature coefficient and the temperature value. The temperature coefficient is a ratio between the total physical operating quantity resulting from the operation of the transmission mechanism 11 at a given operating speed under a temperature condition of the temperature value and the total physical operating quantity resulting from the operation of the transmission mechanism 11 at the same given operating speed under the temperature condition of a Reference value that is lower than the temperature value. For example, if the reference value is assumed to be 20°C, the temperature value for the transmission mechanism 11 rotating at 3,000 rpm is 30°C, and the overall physical operating quantities resulting from the operation of the transmission mechanism 11 under the temperature conditions of the Temperature value (ie 30°C) and the reference value (ie 20°C) are N and M respectively, where the temperature coefficient corresponding to 30°C is as N M
Figure DE102018204792B4_0001
 is calculated.

Unter Bezugnahme auf 9 wird bei diesem Ausführungsbeispiel das vorbestimmte zweite Prädiktionsmodell durch eine lineare Funktion einer zweiten logarithmischen Funktion, der der Temperaturwert als Eingabe dient, implementiert. Im Einzelnen kann das vorbestimmte zweite Prädiktionsmodell mathematisch durch eine Gleichung Y2 = B × ln(X2) + C2 ausgedrückt werden, wobei X2 den auf diese Weise gemessenen Temperaturwert darstellt und Y2 den Temperaturkoeffizienten, der dem Temperaturwert entspricht, darstellt.With reference to 9 In this exemplary embodiment, the predetermined second prediction model is implemented by a linear function of a second logarithmic function to which the temperature value serves as input. Specifically, the predetermined second prediction model can be mathematically expressed by an equation Y 2 = B × ln(X 2 ) + C 2 , where X 2 represents the temperature value thus measured and Y 2 represents the temperature coefficient corresponding to the temperature value.

Bevor das vorbestimmte zweite Prädiktionsmodell verwendet wird, werden vorab die Koeffizienten B und C2 auf der Basis mehrerer anderer Einträge der Trainingsdaten 8 geschätzt. Jeder der anderen Einträge der Trainingsdaten 8 enthält eine Aufzeichnung des Temperaturwertes und eine Aufzeichnung des Temperaturkoeffizienten, die der Aufzeichnung des Temperaturwerts entspricht. Es ist zu beachten, dass die anderen Einträge der Trainingsdaten 8 in Abhängigkeit von verschiedenen Arbeitsgeschwindigkeiten variieren können und dass ein gesondertes zweites Prädiktionsmodell erzeugt werden kann. Ferner ist das vorbestimmte zweite Prädiktionsmodell nicht auf das hierin Offenbarte beschränkt, und bei anderen Ausführungsbeispielen kann eine Implementierung des vorbestimmten zweiten Prädiktionsmodells variieren. Beispielsweise kann das vorbestimmte zweite Prädiktionsmodell durch ein Modell einer linearen Regression oder ein Modell eines neuralen Netzwerks implementiert werden.Before the predetermined second prediction model is used, the coefficients B and C 2 are estimated in advance on the basis of several other entries of the training data 8. Each of the other entries of the training data 8 contains a record of the temperature value and a record of the temperature coefficient corresponding to the record of the temperature value. It should be noted that the other entries of the training data 8 may vary depending on different work speeds and that a separate second prediction model may be generated. Further, the predetermined second prediction model is not limited to what is disclosed herein, and in other embodiments, an implementation of the predetermined second prediction model may vary. For example, the predetermined second prediction model may be implemented by a linear regression model or a neural network model.

Außerdem gibt es mehrere Arten und Weisen, die anderen Einträge der Trainingsdaten 8 zu erstellen. Beispielsweise offenbart die taiwanesische Erfindung TW 2015 25630 A das Verfahren zum Schätzen der Gesamtzeitdauer, die das Kugelgewindetrieb, der bei der spezifischen Arbeitsgeschwindigkeit arbeitet, braucht, um die spezifische Menge an Schmiermittel zu verbrauchen, die dem Kugelgewindetrieb bereitgestellt wird. Durch Kombinieren des Verfahrens zum Schätzen der Gesamtzeitdauer und der Temperaturmessung des Kugelgewindetriebs kann folglich die physikalische Gesamtbetriebsgröße, die der spezifischen Arbeitsgeschwindigkeit für jeden von verschiedenen Temperaturwerten entspricht, berechnet werden, und auch ein entsprechender der Temperaturkoeffizienten kann berechnet werden.There are also several ways to create the other entries of the training data 8. For example, the Taiwanese invention discloses TW 2015 25630 A the method of estimating the total amount of time it takes the ball screw operating at the specific operating speed to produce the specific amount of To consume lubricant provided to the ball screw. Consequently, by combining the method of estimating the total time duration and the temperature measurement of the ball screw, the total physical operation quantity corresponding to the specific working speed for each of different temperature values can be calculated, and a corresponding one of the temperature coefficients can also be calculated.

Bei Schritt S23 schätzt die Rechenvorrichtung 2 den Gesamtbetriebszählwert auf der Basis der bei Schritt S21 geschätzten physikalischen Gesamtbetriebsgröße, des bei Schritt S22 geschätzten Temperaturkoeffizienten und einer der individuellen physikalischen Betriebsgrößen. Der Gesamtbetriebszählwert steht positiv mit dem auf diese Weise geschätzten Temperaturkoeffizienten in Beziehung. Im Einzelnen ist der Gesamtarbeitszählwert gleich der physikalischen Gesamtbetriebsgröße, die bei Schritt S21 geschätzt wird, multipliziert mit dem Temperaturkoeffizienten und geteilt durch eine der individuellen physikalischen einzelnen Betriebsgrößen, wobei die individuellen physikalischen Betriebsgrößen vermutlich identisch sind.At step S23, the computing device 2 estimates the total operation count based on the total physical operation quantity estimated at step S21, the temperature coefficient estimated at step S22, and one of the individual physical operation quantities. The total operation count is positively related to the temperature coefficient estimated in this way. Specifically, the total work count is equal to the total physical operation quantity estimated at step S21, multiplied by the temperature coefficient and divided by one of the individual physical operation quantities, where the individual physical operation quantities are presumably identical.

Da die Schritte S24 und S25 ähnlich den Schritten S13 bzw. S14 des ersten Ausführungsbeispiels des Verfahrens sind, wird hierin der Kürze halber im Folgenden auf Einzelheiten der Schritte S24 und S25 verzichtet.Since steps S24 and S25 are similar to steps S13 and S14, respectively, of the first exemplary embodiment of the method, details of steps S24 and S25 will be omitted below for the sake of brevity.

Desgleichen kann ähnlich dem ersten Ausführungsbeispiel des Verfahrens eine Variation des zweiten Ausführungsbeispiels des Verfahrens verwendet werden, um zu bestimmen, ob eine Schmiermittelversorgung für den Übertragungsmechanismus 11 benötigt wird. Bei einem Ausführungsbeispiel empfängt die Rechenvorrichtung 2 regelmäßig die Betätigungsinformationen von der Werkzeugmaschine 1, und jedes Mal, wenn die Betätigungsinformationen empfangen werden, berechnet sie auf der Basis der Betätigungsinformationen den Teilbetriebszählwert und berechnet ferner das Verhältnis zwischen der Menge an Schmiermittelverbrauch innerhalb des Zeitraums, der den Betätigungsinformationen entspricht, und der Gesamtmenge (spezifischen Menge) an Schmiermittel. Die Rechenvorrichtung 2 berechnet eine Akkumulation der derzeit und zuvor berechneten Verhältnisse, um das akkumulierte Verhältnis zwischen der akkumulierten Menge an Schmiermittelverbrauch innerhalb einer Summe des Zeitraums bzw. der Zeiträume, der bzw. die verstrichen ist bzw. sind, und der Gesamtmenge an Schmiermittel zu ergeben. Die Rechenvorrichtung 2 bestimmt, ob das akkumulierte Verhältnis größer als die vorbestimmte Schwelle ist. Die Rechenvorrichtung 2 bestimmt, dass die Versorgung des Übertragungsmechanismus 11 mit Schmiermittel benötigt wird, wenn bestimmt wird, dass das akkumulierte Verhältnis größer ist als die vorbestimmte Schwelle.Likewise, similar to the first embodiment of the method, a variation of the second embodiment of the method may be used to determine whether a lubricant supply is required for the transmission mechanism 11. In one embodiment, the computing device 2 periodically receives the operation information from the machine tool 1, and each time the operation information is received, it calculates the partial operation count based on the operation information, and further calculates the ratio between the amount of lubricant consumption within the period corresponding to the operation information Actuation information corresponds, and the total amount (specific amount) of lubricant. The computing device 2 calculates an accumulation of the currently and previously calculated ratios to give the accumulated ratio between the accumulated amount of lubricant consumption within a sum of the period(s) that has elapsed and the total amount of lubricant . The computing device 2 determines whether the accumulated ratio is greater than the predetermined threshold. The computing device 2 determines that the supply of lubricant to the transmission mechanism 11 is required when it is determined that the accumulated ratio is greater than the predetermined threshold.

Es ist erwähnenswert, dass, obwohl die Implementierung des zweiten Ausführungsbeispiels des Verfahrens im Vergleich zur Implementierung des ersten Ausführungsbeispiels des Verfahrens zusätzliche Hardwarekosten erfordert (d. h. den Temperatursensor 7), ein Ergebnis einer Schätzung durch Verwendung des zweiten Ausführungsbeispiels des Verfahrens präziser wäre als eines, das durch Verwenden des ersten Ausführungsbeispiels des Verfahrens erhalten wird, da der Einfluss der Temperatur auf den Betrieb des Übertragungsmechanismus 11 berücksichtigt wird. Auch sind die Hardwarekosten des Temperatursensors 7 niedriger als die des Schwingungsdetektors, der durch die Implementierung des Verfahrens benötigt wird, das in der taiwanesischen Erfindung TW 2015 25630 A offenbart ist. Ferner ist der Rechenaufwand, der durch das zweite Ausführungsbeispiel des Verfahrens durchgeführt wird, niedriger als bei dem Verfahren, das in der taiwanesischen Erfindung TW 2015 25630 A offenbart ist.It is worth noting that although the implementation of the second embodiment of the method requires additional hardware costs (ie the temperature sensor 7) compared to the implementation of the first embodiment of the method, a result of an estimation by using the second embodiment of the method would be more precise than one that is obtained by using the first embodiment of the method, since the influence of temperature on the operation of the transmission mechanism 11 is taken into account. Also, the hardware cost of the temperature sensor 7 is lower than that of the vibration detector required by implementing the method described in the Taiwanese invention TW 2015 25630 A is revealed. Further, the amount of calculation performed by the second embodiment of the method is lower than that of the method used in the Taiwanese invention TW 2015 25630 A is revealed.

Zusammenfassend verwendet das Verfahren der vorliegenden Offenbarung die Rechenvorrichtung 2 zum Schätzen der physikalischen Gesamtbetriebsgröße auf der Basis des vorbestimmten ersten Prädiktionsmodells, um je nach Fall den Temperaturkoeffizienten, der dem Temperaturwert entspricht, auf der Basis des vorbestimmten zweiten Prädiktionsmodells zu schätzen und um den Gesamtbetriebszählwert auf der Basis der physikalischen Gesamtbetriebsgröße, die auf diese Weise geschätzt wurde, optional des auf diese Weise geschätzten Temperaturkoeffizienten und der individuellen physikalischen Betriebsgröße, die einem Auftretensfall einer Handlung des Übertragungsmechanismus 11 entspricht, zu schätzen. Ferner verwendet das Verfahren der vorliegenden Offenbarung die Rechenvorrichtung 2 zum Berechnen des Teilbetriebszählwerts auf der Basis der Betätigungsinformationen und zum Berechnen des Verhältnisses zwischen einer Menge eines Schmiermittelverbrauchs innerhalb des Zeitraums, der den Betätigungsinformationen entspricht, und der spezifischen Gesamtmenge an Schmiermittel auf der Basis des Teilbetriebszählwerts und des Gesamtbetriebszählwerts.In summary, the method of the present disclosure uses the computing device 2 to estimate the overall physical operation quantity based on the predetermined first prediction model, to estimate the temperature coefficient corresponding to the temperature value based on the predetermined second prediction model, as appropriate, and to estimate the overall operation count on the Based on the overall physical operating quantity estimated in this way, optionally the temperature coefficient estimated in this way and the individual physical operating quantity corresponding to an occurrence of an action of the transmission mechanism 11. Further, the method of the present disclosure uses the computing device 2 to calculate the partial operation count based on the operation information and to calculate the ratio between an amount of lubricant consumption within the period corresponding to the operation information and the specific total amount of lubricant based on the partial operation count and of the total operation count.

Bei einem Ausführungsbeispiel bezieht sich die Offenbarung auf ein Verfahren zum Bestimmen eines Schmiermittelverbrauchs durch einen Übertragungsmechanismus, das durch ein Erfassungssystem implementiert werden soll, das eine Rechenvorrichtung umfasst, wobei der Übertragungsmechanismus an einer Werkzeugmaschine angeordnet ist, mit einer Menge an Schmiermittel versehen ist und bei einer Arbeitsgeschwindigkeit arbeitet, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:

  1. a) Schätzen, seitens der Rechenvorrichtung, einer physikalischen Gesamtbetriebsgrö-ße auf der Basis der Arbeitsgeschwindigkeit und eines vorbestimmten ersten Prädiktionsmodells, das der Menge an Schmiermittel entspricht und das eine Entsprechungsbeziehung zwischen der Arbeitsgeschwindigkeit und der physikalischen Gesamtbetriebsgrö-ße darstellt, wobei sich die physikalische Gesamtbetriebsgröße aus dem Betrieb des Übertragungsmechanismus bei der Arbeitsgeschwindigkeit unter Verbrauch der Menge an Schmiermittel ergibt und eine Summe individueller physikalischer Betriebsgrößen ist, von denen sich jede aus einem Auftretensfall einer durch den Übertragungsmechanismus durchgeführten Handlung ergibt;
  2. b) Schätzen, seitens der Rechenvorrichtung, eines Gesamtbetriebszählwerts, der eine Gesamtanzahl von Auftretensfällen der Handlung darstellt, die der Übertragungsmechanismus während des Betriebs des Übertragungsmechanismus bei der Arbeitsgeschwindigkeit schätzungsweise durchführt, um die Menge an Schmiermittel zu verbrauchen, auf der Basis der bei Schritt a) geschätzten physikalischen Gesamtbetriebsgröße und einer der individuellen physikalischen Betriebsgrößen;
  3. c) seitens der Rechenvorrichtung, Empfangen, von der Werkzeugmaschine, von Betätigungsinformationen, die einer Betätigung des Übertragungsmechanismus dahin gehend, innerhalb eines bestimmten Zeitraums zu arbeiten, zugeordnet sind, und Berechnen, auf der Basis der Betätigungsinformationen, eines Teilbetriebszählwerts, der eine Anzahl von Auftretensfällen der Handlung darstellt, die der Übertragungsmechanismus innerhalb des Zeitraums durchgeführt hat; und
  4. d) Berechnen, seitens der Rechenvorrichtung, eines Verhältnisses zwischen einer Menge eines Schmiermittelverbrauchs innerhalb des Zeitraums und der Menge an Schmiermittel auf der Basis des Teilbetriebszählwerts und des Gesamtbetriebszählwerts, der bei Schritt b) geschätzt wurde.
In one embodiment, the disclosure relates to a method for determining lubricant consumption by a transmission mechanism to be implemented by a sensing system comprising a computing device, the transmission mechanism being disposed on a machine tool, provided with an amount of lubricant, and at a Working speed speed works, the process having the following steps:
  1. a) Estimation, on the part of the computing device, of a physical overall operating variable based on the working speed and a predetermined first prediction model which corresponds to the amount of lubricant and which represents a correspondence relationship between the working speed and the physical overall operating variable, whereby the physical overall operating variable resulting from the operation of the transmission mechanism at the operating speed with consumption of the amount of lubricant and is a sum of individual physical operating quantities, each of which results from an occurrence of an action performed by the transmission mechanism;
  2. b) estimating, on the part of the computing device, a total operation count representing a total number of occurrences of the action that the transmission mechanism is estimated to perform during operation of the transmission mechanism at the operating speed to consume the amount of lubricant, based on the step a). estimated total physical operation size and one of the individual physical operation sizes;
  3. c) on the part of the computing device, receiving, from the machine tool, operation information associated with an operation of the transmission mechanism to operate within a certain period of time, and calculating, based on the operation information, a partial operation count representing a number of occurrences represents the action taken by the transmission mechanism within the period; and
  4. d) calculating, by the computing device, a ratio between an amount of lubricant consumption within the period and the amount of lubricant based on the partial operation count and the total operation count estimated in step b).

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel bezieht sich die Offenbarung auf zumindest eines der vorhergehenden Ausführungsbeispiele, wobei das Erfassungssystem ferner einen an dem Übertragungsmechanismus angeordneten Temperatursensor umfasst, wobei Schritt b) ferner folgende Teilschritte umfasst:

  • b-1) Empfangen, seitens der Rechenvorrichtung, eines Temperaturwertes, der ein Ergebnis einer Messung der Temperatur des Übertragungsmechanismus ist, von dem Temperatursensor während des Betriebs des Übertragungsmechanismus;
  • b-2) Schätzen, seitens der Rechenvorrichtung, eines Temperaturkoeffizienten auf der Basis des Temperaturwertes und eines vorbestimmten zweiten Prädiktionsmodells, das der Menge an Schmiermittel entspricht und das eine Entsprechungsbeziehung zwischen dem Temperaturkoeffizienten und dem Temperaturwert darstellt; und
  • b-3) Schätzen, seitens der Rechenvorrichtung, des Gesamtbetriebszählwerts, der positiv mit dem auf diese Weise geschätzten Temperaturkoeffizienten in Beziehung steht, auf der Basis der bei Schritt a) gechätzten physikalischen Gesamtbetriebsgröße, des bei Teilschritt b-2) geschätzten Temperaturkoeffizienten und einer der individuellen physikalischen Betriebsgrößen.
In a further exemplary embodiment, the disclosure relates to at least one of the preceding exemplary embodiments, wherein the detection system further comprises a temperature sensor arranged on the transmission mechanism, step b) further comprising the following sub-steps:
  • b-1) receiving, on the part of the computing device, a temperature value, which is a result of a measurement of the temperature of the transmission mechanism, from the temperature sensor during operation of the transmission mechanism;
  • b-2) estimating, on the part of the computing device, a temperature coefficient based on the temperature value and a predetermined second prediction model that corresponds to the amount of lubricant and that represents a correspondence relationship between the temperature coefficient and the temperature value; and
  • b-3) Estimate, on the part of the computing device, the total operating count that is positively related to the temperature coefficient estimated in this way, on the basis of the total physical operating quantity estimated in step a), the temperature coefficient estimated in sub-step b-2) and one of individual physical operating variables.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel bezieht sich die Offenbarung auf zumindest eines der vorhergehenden Ausführungsbeispiele, wobei bei Schritt b) der Temperaturkoeffizient ein Verhältnis zwischen der physikalischen Gesamtbetriebsgröße ist, die sich aus dem Betrieb des Übertragungsmechanismus unter einer Temperaturbedingung des Temperaturwertes ergibt, und der physikalischen Gesamtbetriebsgröße, die sich aus dem Betrieb des Übertragungsmechanismus unter der Temperaturbedingung eines Referenzwertes, der niedriger ist als der Temperaturwert, ergibt.In a further exemplary embodiment, the disclosure relates to at least one of the preceding exemplary embodiments, wherein in step b) the temperature coefficient is a ratio between the overall physical operating variable that results from the operation of the transmission mechanism under a temperature condition of the temperature value and the overall physical operating variable that results from the operation of the transmission mechanism under the temperature condition of a reference value lower than the temperature value.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel bezieht sich die Offenbarung auf zumindest eines der vorhergehenden Ausführungsbeispiele, wobei bei Schritt a) das vorbestimmte erste Prädiktionsmodell durch eine lineare Funktion einer ersten logarithmischen Funktion implementiert wird, der die Arbeitsgeschwindigkeit als Eingabe dient; und bei Schritt b) das vorbestimmte zweite Prädiktionsmodell durch eine lineare Funktion einer zweiten logarithmischen Funktion implementiert wird, der der Temperaturwert als Eingabe dientIn a further exemplary embodiment, the disclosure relates to at least one of the preceding exemplary embodiments, wherein in step a) the predetermined first prediction model is implemented by a linear function of a first logarithmic function to which the operating speed serves as an input; and in step b) the predetermined second prediction model is implemented by a linear function of a second logarithmic function to which the temperature value serves as input

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel bezieht sich die Offenbarung auf zumindest eines der vorhergehenden Ausführungsbeispiele, wobei bei Schritt a) das vorbestimmte erste Prädiktionsmodell durch eine lineare Funktion einer ersten logarithmischen Funktion implementiert wird, der die Arbeitsgeschwindigkeit als Eingabe dientIn a further exemplary embodiment, the disclosure relates to at least one of the preceding exemplary embodiments, wherein in step a) the predetermined first prediction model is implemented by a linear function of a first logarithmic function to which the operating speed serves as an input

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel bezieht sich die Offenbarung auf zumindest eines der vorhergehenden Ausführungsbeispiele, wobei der Übertragungsmechanismus einen Kugelgewindetrieb umfasst, der eine Schraubenspindel und eine Schraubenmutter umfasst, wobei die Schraubenspindel so gebildet ist, dass sich eine Schraubenrille auf einer Oberfläche der Schraubenspindel befindet, wobei die Arbeitsgeschwindigkeit eine Drehgeschwindigkeit des Kugelgewindetriebs ist, wobei:

  • bei Schritt a) die physikalische Gesamtbetriebsgröße eine(r) der Folgenden ist: ein Summenoberflächenbereich der Schraubenrille, der eine Summe der Oberflächenbereiche der Schraubenrille ist, die durch Vorbeibewegungen der Schraubenmutter an der Schraubenspindel für den Betrieb des Übertragungsmechanismus bedeckt wird, der bei der Arbeitsgeschwindigkeit arbeitet, um die spezifische Menge an Schmiermittel zu verbrauchen, eine Summenlänge der Schraubenrille, die eine Summe der jeweiligen Länge der Strecken ist, die die Schraubenmutter entlang der Schraubenrille für den Betrieb des Übertragungsmechanismus zurücklegt, der bei der Betriebsgeschwindigkeit arbeitet, um die Menge an Schmiermittel zu verbrauchen, und ein Summentranslationsabstand, der eine Summe von geradlinigen Abständen ist, jeweils zwischen einem Anfang und einem Ende einer entsprechenden der Vorbeibewegungen der Schraubenmutter an der Schraubenspindel für einen entsprechenden der Auftretensfälle der Handlung, für den Betrieb des Übertragungsmechanismus, der bei der Arbeitsgeschwindigkeit arbeitet, um die Menge an Schmiermittel zu verbrauchen.
In a further embodiment, the disclosure relates to at least one of the preceding embodiments, wherein the transmission mechanism comprises a ball screw having a screw spindle and a screw nut, wherein the screw spindle is formed such that a screw groove is located on a surface of the screw spindle, the working speed being a rotational speed of the ball screw, wherein:
  • in step a), the total physical operating quantity is one of the following: a sum surface area of the screw groove, which is a sum of the surface areas of the screw groove covered by movements of the screw nut past the screw spindle for the operation of the transmission mechanism operating at the working speed , to consume the specific amount of lubricant, a sum length of the screw groove, which is a sum of the respective lengths of the distances the screw nut travels along the screw groove for the operation of the transmission mechanism operating at the operating speed to increase the amount of lubricant consume, and a sum translation distance, which is a sum of straight-line distances, each between a beginning and an end of a corresponding one of the past movements of the nut on the screw spindle for a corresponding one of the occurrences of the action, for the operation of the transmission mechanism operating at the working speed, to use the amount of lubricant.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel bezieht sich die Offenbarung auf zumindest eines der vorhergehenden Ausführungsbeispiele, wobei Schritt c) seitens der Rechenvorrichtung ein regelmäßiges Empfangen der Betätigungsinformationen von der Werkzeugmaschine und ein Berechnen des Teilbetriebszählwerts auf der Basis der Betätigungsinformationen jedes Mal, wenn die Betätigungsinformationen empfangen werden, umfasst; und
Schritt d) seitens der Rechenvorrichtung ein Berechnen, jedes Mal dann, wenn die Betätigungsinformationen empfangen werden, des Verhältnisses zwischen der Menge an Schmiermittelverbrauch innerhalb des Zeitraums, der den aktuell empfangenen Betätigungsinformationen entspricht, und der Menge an Schmiermittel umfasst;
wobei das Verfahren ferner folgende Schritte aufweist:

  • e) Berechnen, seitens der Rechenvorrichtung, einer Akkumulation der Verhältnisse, die den aktuell empfangenen Betätigungsinformationen und jeglichen zuvor empfangenen Betätigungsinformationen entsprechen, um zu einem akkumulierten Verhältnis zwischen einer akkumulierten Menge an Schmiermittelverbrauch innerhalb einer Summe der Zeiträume, die den aktuell empfangenen Betätigungsinformationen und jeglichen zuvor empfangenen Betätigungsinformationen entspricht, und der Menge an Schmiermittel zu gelangen, und
  • f) wenn bestimmt wird, dass das akkumulierte Verhältnis größer ist als eine vorbestimmte Schwelle, Bestimmen, seitens der Rechenvorrichtung, dass eine Schmiermittelversorgung des Übertragungsmechanismus benötigt wird.
In a further embodiment, the disclosure relates to at least one of the preceding embodiments, wherein step c) includes, on the part of the computing device, periodically receiving the operation information from the machine tool and calculating the partial operation count based on the operation information each time the operation information is received ; and
Step d) includes, on the part of the computing device, calculating, each time the operation information is received, the ratio between the amount of lubricant consumption within the period corresponding to the currently received operation information and the amount of lubricant;
the method further comprising the following steps:
  • e) calculating, on the part of the computing device, an accumulation of the ratios corresponding to the currently received actuation information and any previously received actuation information to arrive at an accumulated ratio between an accumulated amount of lubricant consumption within a sum of the time periods corresponding to the currently received actuation information and any previously received received actuation information, and the amount of lubricant to arrive, and
  • f) if it is determined that the accumulated ratio is greater than a predetermined threshold, determining, on the part of the computing device, that a lubricant supply of the transmission mechanism is required.

Bei der obigen Beschreibung wurden zu Erläuterungszwecken zahlreiche spezifische Einzelheiten dargelegt, um ein gründliches Verständnis der Ausführungsbeispiele zu vermitteln. Jedoch wird Fachleuten einleuchten, dass ein oder mehrere andere Ausführungsbeispiele ohne manche dieser spezifischen Einzelheiten praktiziert werden kann bzw. können. Ferner sollte man anerkennen, dass in der gesamten vorliegenden Spezifikation eine Bezugnahme auf „ein Ausführungsbeispiel“, auf ein Ausführungsbeispiel mit einer Angabe einer Ordnungszahl und so weiter bedeutet, dass ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur oder Charakteristik an der Umsetzung der Offenbarung beteiligt sein kann. Ferner sollte man verstehen, dass in der Beschreibung verschiedene Merkmale manchmal in einem einzelnen Ausführungsbeispiel, einer einzelnen Figur oder einer einzelnen Beschreibung desselben zusammengenommen sind, um die Offenbarung zu verschlanken und das Verständnis verschiedener erfindungsgemäßer Aspekte zu fördern, und dass dort, wo es angemessen ist, ein oder mehrere Merkmale oder spezifische Einzelheiten eines Ausführungsbeispiels zusammen mit einem oder mehreren Merkmalen oder spezifischen Einzelheiten eines anderen Ausführungsbeispiels bei der Umsetzung der Offenbarung zusammen praktiziert werden können.In the above description, numerous specific details have been set forth for explanatory purposes in order to provide a thorough understanding of the embodiments. However, those skilled in the art will appreciate that one or more other embodiments may be practiced without some of these specific details. Further, it should be appreciated that throughout this specification, reference to “an embodiment,” to an embodiment with an ordinal number, and so on, means that a particular feature, structure, or characteristic may be involved in implementing the disclosure . Further, it should be understood that in the description, various features are sometimes taken together in a single embodiment, figure, or description thereof in order to streamline the disclosure and promote understanding of various aspects of the invention, and where appropriate , one or more features or specific details of one embodiment may be practiced together with one or more features or specific details of another embodiment in implementing the disclosure.

Claims (6)

Verfahren zum Bestimmen eines Schmiermittelverbrauchs durch einen Linearantrieb (11), das durch ein Erfassungssystem implementiert werden soll, das eine Rechenvorrichtung (2) umfasst, wobei der Linearantrieb (11) an einer Werkzeugmaschine (1) angeordnet ist, mit einer Menge an Schmiermittel versehen ist und bei einer Arbeitsgeschwindigkeit arbeitet, wobei der Linearantrieb (11) einen Kugelgewindetrieb (3) umfasst, der eine Schraubenspindel (31) und eine Schraubenmutter (32) umfasst, wobei die Schraubenspindel (31) so gebildet ist, dass sich eine Schraubenrille (33) auf einer Oberfläche der Schraubenspindel (31) befindet, wobei die Arbeitsgeschwindigkeit eine Drehgeschwindigkeit des Kugelgewindetriebs (3) ist, wobei das Verfahren durch folgende Schritte gekennzeichnet ist: a) Schätzen, seitens der Rechenvorrichtung (2), einer physikalischen Gesamtbetriebsgröße auf der Basis der Arbeitsgeschwindigkeit und eines vorbestimmten ersten Prädiktionsmodells, das der Menge an Schmiermittel entspricht und das eine Entsprechungsbeziehung zwischen der Arbeitsgeschwindigkeit und der physikalischen Gesamtbetriebsgröße darstellt, wobei sich die physikalische Gesamtbetriebsgröße aus dem Betrieb des Linearantriebs (11) bei der Arbeitsgeschwindigkeit unter Verbrauch der Menge an Schmiermittel ergibt und eine Summe individueller physikalischer Betriebsgrößen ist, von denen sich jede aus einem Auftretensfall einer durch den Linearantrieb durchgeführten Handlung ergibt, wobei die physikalische Gesamtbetriebsgröße eine(r) der Folgenden ist: ein Summenoberflächenbereich der Schraubenrille (33), der eine Summe der Oberflächenbereiche der Schraubenrille (33) ist, die durch Vorbeibewegungen der Schraubenmutter (32) an der Schraubenspindel (31) für den Betrieb des Linearantriebs bedeckt wird, der bei der Arbeitsgeschwindigkeit arbeitet, um die spezifische Menge an Schmiermittel zu verbrauchen, eine Summenlänge der Schraubenrille (33), die eine Summe der jeweiligen Länge der Strecken ist, die die Schraubenmutter (32) entlang der Schraubenrille für den Betrieb des Linearantriebs zurücklegt, der bei der Betriebsgeschwindigkeit arbeitet, um die Menge an Schmiermittel zu verbrauchen, und ein Summentranslationsabstand, der eine Summe von geradlinigen Abständen ist, jeweils zwischen einem Anfang und einem Ende einer entsprechenden der Vorbeibewegungen der Schraubenmutter (32) an der Schraubenspindel (31) für einen entsprechenden der Auftretensfälle der Handlung, für den Betrieb des Linearantriebs, der bei der Arbeitsgeschwindigkeit arbeitet, um die Menge an Schmiermittel zu verbrauchen; b) Schätzen, seitens der Rechenvorrichtung (2), eines Gesamtbetriebszählwerts, der eine Gesamtanzahl von Auftretensfällen der Handlung darstellt, die der Linearantrieb während des Betriebs des Linearantriebs bei der Arbeitsgeschwindigkeit schätzungsweise durchführt, um die Menge an Schmiermittel zu verbrauchen, auf der Basis der bei Schritt a) geschätzten physikalischen Gesamtbetriebsgröße und einer der individuellen physikalischen Betriebsgrößen; c) seitens der Rechenvorrichtung (2), Empfangen, von der Werkzeugmaschine (1), von Betätigungsinformationen, die einer Betätigung des Linearantriebs (11) dahin gehend, innerhalb eines bestimmten Zeitraums zu arbeiten, zugeordnet sind, und Berechnen, auf der Basis der Betätigungsinformationen, eines Teilbetriebszählwerts, der eine Anzahl von Auftretensfällen der Handlung darstellt, die der Linearantrieb (11) innerhalb des Zeitraums durchgeführt hat; und d) Berechnen, seitens der Rechenvorrichtung (2), eines Verhältnisses zwischen einer Menge eines Schmiermittelverbrauchs innerhalb des Zeitraums und der Menge an Schmiermittel auf der Basis des Teilbetriebszählwerts und des Gesamtbetriebszählwerts, der bei Schritt b) geschätzt wurde.Method for determining lubricant consumption by a linear drive (11), which is to be implemented by a detection system which comprises a computing device (2), wherein the linear drive (11) is arranged on a machine tool (1), and is provided with an amount of lubricant and operates at a working speed, wherein the linear drive (11) comprises a ball screw (3) which comprises a screw spindle (31) and a screw nut (32), the screw spindle (31) being formed in such a way that a screw groove (33) is located on a surface of the screw spindle (31), the working speed being a rotational speed of the ball screw drive (3), the method being characterized by the following steps: a) estimating, on the part of the computing device (2), a physical overall operating variable on the Basis of the working speed and a predetermined first prediction model which corresponds to the amount of lubricant and which represents a correspondence relationship between the working speed and the physical overall operating variable, the physical overall operating variable resulting from the operation of the linear drive (11) at the working speed while consuming the amount of lubricant and is a sum of individual physical operating variables, each of which results from an occurrence of an action carried out by the linear drive, the overall physical operating variable being one of the following: a total surface area of the screw groove (33), which is a sum of the surface areas of the screw groove (33) covered by movements of the screw nut (32) past the screw spindle (31) for the operation of the linear actuator operating at the working speed to consume the specific amount of lubricant, a total length of the screw groove (33) , which is a sum of the respective lengths of the distances traveled by the screw nut (32) along the screw groove for the operation of the linear actuator operating at the operating speed to consume the amount of lubricant, and a sum translation distance, which is a sum of rectilinear Distances are between a beginning and an end of a corresponding one of the past movements of the screw nut (32) on the screw spindle (31) for a corresponding one of the occurrences of the action, for the operation of the linear drive, which works at the working speed, to the amount of lubricant to consume; b) Estimating, by the computing device (2), a total operation count representing a total number of occurrences of the action that the linear actuator is estimated to perform during operation of the linear actuator at the working speed to consume the amount of lubricant, based on the at Step a) estimated total physical operating size and one of the individual physical operating sizes; c) on the part of the computing device (2), receiving, from the machine tool (1), actuation information that is associated with an actuation of the linear drive (11) to work within a certain period of time, and calculating on the basis of the actuation information , a partial operation count representing a number of occurrences of the action that the linear actuator (11) performed within the period; and d) calculating, by the computing device (2), a ratio between an amount of lubricant consumption within the period and the amount of lubricant based on the partial operation count and the total operation count estimated in step b). Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Erfassungssystem ferner einen an dem Linearantrieb (11) angeordneten Temperatursensor (7) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt b) ferner folgende Teilschritte umfasst: b-1) Empfangen, seitens der Rechenvorrichtung (2), eines Temperaturwertes, der ein Ergebnis einer Messung der Temperatur des Linearantriebs (11) ist, von dem Temperatursensor (7) während des Betriebs des Linearantriebs (11); b-2) Schätzen, seitens der Rechenvorrichtung (2), eines Temperaturkoeffizienten auf der Basis des Temperaturwertes und eines vorbestimmten zweiten Prädiktionsmodells, das der Menge an Schmiermittel entspricht und das eine Entsprechungsbeziehung zwischen dem Temperaturkoeffizienten und dem Temperaturwert darstellt; und b-3) Schätzen, seitens der Rechenvorrichtung (2), des Gesamtbetriebszählwerts, der positiv mit dem auf diese Weise geschätzten Temperaturkoeffizienten in Beziehung steht, auf der Basis der bei Schritt a) gechätzten physikalischen Gesamtbetriebsgröße, des bei Teilschritt b-2) geschätzten Temperaturkoeffizienten und einer der individuellen physikalischen Betriebsgrößen.Procedure according to Claim 1 , wherein the detection system further comprises a temperature sensor (7) arranged on the linear drive (11), characterized in that step b) further comprises the following sub-steps: b-1) receiving, on the part of the computing device (2), a temperature value, which is a result a measurement of the temperature of the linear drive (11) from the temperature sensor (7) during operation of the linear drive (11); b-2) estimating, on the part of the computing device (2), a temperature coefficient based on the temperature value and a predetermined second prediction model which corresponds to the amount of lubricant and which represents a correspondence relationship between the temperature coefficient and the temperature value; and b-3) estimating, on the part of the computing device (2), the total operating count value, which is positively related to the temperature coefficient estimated in this way, on the basis of the total physical operating quantity estimated in step a), that estimated in sub-step b-2). Temperature coefficients and one of the individual physical operating variables. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei Schritt b) der Temperaturkoeffizient ein Verhältnis zwischen der physikalischen Gesamtbetriebsgröße ist, die sich aus dem Betrieb des Linearantriebs (11) unter einer Temperaturbedingung des Temperaturwertes ergibt, und der physikalischen Gesamtbetriebsgröße, die sich aus dem Betrieb des Linearantriebs (11) unter der Temperaturbedingung eines Referenzwertes, der niedriger ist als der Temperaturwert, ergibt.Procedure according to Claim 2 , characterized in that in step b) the temperature coefficient is a ratio between the physical overall operating variable that results from the operation of the linear drive (11) under a temperature condition of the temperature value, and the physical overall operating variable that results from the operation of the linear drive (11 ) under the temperature condition of a reference value lower than the temperature value. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass: bei Schritt a) das vorbestimmte erste Prädiktionsmodell durch eine lineare Funktion einer ersten logarithmischen Funktion implementiert wird, der die Arbeitsgeschwindigkeit als Eingabe dient; und bei Schritt b) das vorbestimmte zweite Prädiktionsmodell durch eine lineare Funktion einer zweiten logarithmischen Funktion implementiert wird, der der Temperaturwert als Eingabe dientProcedure according to one of the Claims 2 and 3 , characterized in that: in step a) the predetermined first prediction model is implemented by a linear function of a first logarithmic function to which the operating speed serves as input; and in step b) the predetermined second prediction model is implemented by a linear function of a second logarithmic function to which the temperature value serves as input Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei Schritt a) das vorbestimmte erste Prädiktionsmodell durch eine lineare Funktion einer ersten logarithmischen Funktion implementiert wird, der die Arbeitsgeschwindigkeit als Eingabe dientProcedure according to one of the Claims 1 until 4 , characterized in that in step a) the predetermined first prediction model is implemented by a linear function of a first logarithmic function to which the working speed serves as input Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass: Schritt c) seitens der Rechenvorrichtung (2) ein regelmäßiges Empfangen der Betätigungsinformationen von der Werkzeugmaschine (1) und ein Berechnen des Teilbetriebszählwerts auf der Basis der Betätigungsinformationen jedes Mal, wenn die Betätigungsinformationen empfangen werden, umfasst; und Schritt d) seitens der Rechenvorrichtung (2) ein Berechnen, jedes Mal dann, wenn die Betätigungsinformationen empfangen werden, des Verhältnisses zwischen der Menge an Schmiermittelverbrauch innerhalb des Zeitraums, der den aktuell empfangenen Betätigungsinformationen entspricht, und der Menge an Schmiermittel umfasst; wobei das Verfahren ferner folgende Schritte aufweist: e) Berechnen, seitens der Rechenvorrichtung (2), einer Akkumulation der Verhältnisse, die den aktuell empfangenen Betätigungsinformationen und jeglichen zuvor empfangenen Betätigungsinformationen entsprechen, um zu einem akkumulierten Verhältnis zwischen einer akkumulierten Menge an Schmiermittelverbrauch innerhalb einer Summe der Zeiträume, die den aktuell empfangenen Betätigungsinformationen und jeglichen zuvor empfangenen Betätigungsinformationen entspricht, und der Menge an Schmiermittel zu gelangen, und f) wenn bestimmt wird, dass das akkumulierte Verhältnis größer ist als eine vorbestimmte Schwelle, Bestimmen, seitens der Rechenvorrichtung (2), dass eine Schmiermittelversorgung des Linearantrieb (11) benötigt wird.Procedure according to one of the Claims 1 until 5 , characterized in that: Step c) comprises, on the part of the computing device (2), periodically receiving the operation information from the machine tool (1) and calculating the partial operation count based on the operation information every time the operation information is received; and step d) comprises, on the part of the computing device (2), calculating, each time the operation information is received, the ratio between the amount of lubricant consumption within the period corresponding to the currently received operation information and the amount of lubricant; wherein the method further comprises the following steps: e) calculating, on the part of the computing device (2), an accumulation of the ratios corresponding to the currently received actuation information and any previously received actuation information in order to arrive at an accumulated ratio between an accumulated amount of lubricant consumption within a sum the time periods corresponding to the currently received actuation information and any previously received actuation information and the amount of lubricant, and f) if it is determined that the accumulated ratio is greater than a predetermined threshold, determining on the part of the computing device (2), that a lubricant supply for the linear drive (11) is required.
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